(57)【要約】【課題】  ガスバーナ周辺の温度の上昇を抑制して、熱効率を高めることができ、しかも小型化を図ることができる蓄熱式熱交換型バーナユニットを提供する。【解決手段】  燃焼バーナ５のノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃを熱輻射板１５に向かってそれぞれ火炎を出すように、燃焼室本体１の底壁部分１１に配置する。蓄熱体２３は、熱輻射板１５と複数のノズルの３５，３７Ａ〜３７Ｃの先端との間に形成された空間に燃焼用空気が流れる一次層Ａを形成し、且つ一次層Ａよりも熱輻射板１５側に燃焼用空気と排気ガスとの混合ガスが流れる二次層Ｂを形成するように、燃焼室本体１の周壁部分１３に配置する。【選択図】  図１
2005061806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性を有する壁部によって囲まれた燃焼室を有する燃焼室本体と、
前記燃焼室内に位置する１以上のノズルを有し且つ前記１以上のノズルの先端から燃料を前記燃焼室内に噴射して前記燃焼室内で火炎を形成する燃焼用バーナと、
前記燃焼室内から排出される排気ガスの熱を蓄熱し、蓄熱した前記熱で前記燃焼室内に供給される燃焼用空気を加熱する蓄熱体を備えた蓄熱式熱交換装置とを具備し、
前記壁部のうち被加熱物と対向する壁部分が、前記燃焼室内の熱で加熱されて外部に輻射熱を放射する熱輻射板によって構成されている蓄熱式熱換型バーナユニットであって、
前記燃焼バーナの前記１以上のノズルは前記熱輻射板に向かってそれぞれ前記火炎を出すように配置されており、
前記蓄熱体は、前記熱輻射板と前記複数のノズルの前記先端との間に形成された空間に前記燃焼用空気が流れる一次層を形成し、且つ前記一次層よりも前記熱輻射板側に前記燃焼用空気と前記排気ガスとの混合ガスが流れる二次層を形成するように配置されていることを特徴とする蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項２】
前記１以上のノズルは前記先端が前記一次層内に位置しないように配置されている請求項１に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項３】
前記１以上のノズルの先端と前記一次層との間に距離が、３０〜５０ｍｍである請求項２に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項４】
前記１以上のノズルは、前記熱輻射板と平行に延びる仮想水平線から４５°の角度範囲内に前記先端から前記燃料を噴射するように配置されている請求項３に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項５】
複数の前記ノズルは、前記熱輻射板を大きな偏りなく加熱するように分散して配置されている請求項１に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項６】
前記燃焼室本体の前記壁部は、前記熱輻射板と対向する底壁部分と、前記底壁部分の周縁部から立ち上がる周壁部分とを含んでおり、
前記複数のノズルは前記底壁部分に配置されており、
前記蓄熱体は前記周壁部分に配置されている請求項５に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項７】
前記複数のノズルが、前記底壁部分の内壁面の中心点を中心とする仮想円に沿って配置されており、
前記蓄熱体と前記中心点との間には、前記ノズルが配置されず、前記中心点を挟む前記蓄熱体の反対側には前記ノズルが配置されている請求項６に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項８】
前記複数のノズルのうちの１つのノズルが、前記中心点に配置され、残りのノズルが前記中心点を中心とする仮想円に沿って配置されている請求項７に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項９】
前記燃焼室は、円形の前記底壁部分を有する有底円筒形状を有しており、
前記仮想円の半径は、前記底壁部分の半径の１／２以下である請求項７または８に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１０】
前記燃焼室は、多角形の前記底壁部分を有する有底多角形状を有しており、
前記仮想円の半径は、前記周壁部分の内接円の半径の１／２以下である請求項７または８に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１１】
前記仮想円上に沿って配置された前記複数のノズルは、周方向に等しい間隔をあけて配置されている請求項９または１０に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１２】
前記蓄熱体と前記中心点との間には、前記複数のノズルを点火する点火用小バーナが配置されている請求項７〜１１のいずれか一つに記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１３】
前記複数のノズルは、それぞれ前記先端に複数の燃料噴射口を有しており、
前記複数の燃料噴射口は、前記熱輻射板と平行に延びる仮想水平線から４５°の角度範囲内に前記複数の燃料噴射口から前記燃料を噴射するように配置されている請求項７乃至１２のいずれか一つに記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１４】
前記仮想円に沿って配置される前記複数のノズルに設けられた前記複数の燃料噴射口は、前記ノズルの中心を通る中心線を中心として５５〜６５°の角度間隔を隔てて前記仮想円内に燃料を噴射する２つの燃料噴射口からなる請求項１３に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１５】
前記複数のノズルに供給される前記燃料は、１．０ｍ／ｓ〜１０．０ｍ／ｓの線速を有するガスからなる請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１６】
前記蓄熱式熱交換装置は、回転蓄熱式熱交換装置である１〜１５のいずれか一つに記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１７】
前記熱輻射板は、前記中心点を通って前記熱輻射板と直交する仮想鉛直中心線を中心として同心的に組み合される円形熱輻射板と、前記円形熱輻射板の外側に位置する１以上の環状熱輻射板とが組み合わされて構成されており、
前記円形熱輻射板と前記１以上の環状熱輻射板とは、それぞれの熱膨張及び熱収縮を吸収し且つ組み合わせ部分から前記排気ガスが実質的に漏出させない組み合わせ構造を介して組み合わされている請求項１〜１５のいずれか一つに記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１８】
前記環状熱輻射板は、前記環状熱輻射板の下方において径方向の中心に向かって突出する環状の突出片を有しており、
前記円形熱輻射板は、前記環状の突出片に当接する環状の当接部を有しており、
前記組み合わせ構造は、前記環状の突出片と前記環状の当接部とから構成されている請求項１７に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項１９】
前記円形熱輻射板及び前記環状熱輻射板は、両者が組み合わされた状態で前記円形熱輻射板の上面と前記環状熱輻射板の上面とが面一になるような寸法及び形状を有している請求項１８に記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項２０】
前記円形熱輻射板は、前記環状熱輻射板よりも熱伝導性の高い材質により形成されている請求項１７〜１９のいずれか１つに記載の蓄熱式熱交換型バーナユニット。
【請求項２１】
耐火性を有する壁部によって囲まれた燃焼室を有する燃焼室本体と、
前記燃焼室内に位置する１以上のノズルを有し且つ前記１以上のノズルの先端から燃料を前記燃焼室内に噴射して前記燃焼室内で火炎を形成する燃焼用バーナと、
前記燃焼室内から排出される排気ガスの熱を蓄熱し、蓄熱した前記熱で前記燃焼室内に供給される燃焼用空気を加熱する蓄熱体を備えた蓄熱式熱交換装置とを具備し、
前記壁部のうち被加熱物と対向する壁部分が、前記燃焼室内の熱で加熱されて外部に輻射熱を放射する熱輻射板によって構成されている調理用バーナユニットであって、
前記燃焼バーナの前記１以上のノズルは前記熱輻射板に向かってそれぞれ前記火炎を出すように配置されており、
前記蓄熱体は、前記熱輻射板と前記複数のノズルの前記先端との間に形成された空間に前記燃焼用空気が流れる一次層を形成し、且つ前記一次層よりも前記熱輻射板側に前記燃焼用空気と前記排気ガスとの混合ガスが流れる二次層を形成するように配置されている調理用バーナユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱式熱交換型バーナユニット及び調理用バーナユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、商業用の調理用オーブンに使用するバーナや、小型の溶解炉に使用するバーナとしては、一般的なガスバーナが用いられている。一般的なガスバーナでは、燃焼用空気として単なる大気を用いており、また排気ガスはそのまま大気に排出している。例えば、特表２００３−５１５０９３号公報（特許文献１）には、ガスバーナの清掃を容易にするため、ガスバーナの火炎が出る上方をガラス−セラミックプレート等の調理プレートで覆うバーナユニットが示されている。しかしながら、このようなバーナユニットでは、ガスバーナ周辺の温度が上昇してガスバーナ周辺で働く人の労働条件を悪くする上、熱効率を高められないという問題があった。そこで、本願発明者は、耐火性を有する壁部によって囲まれた燃焼室を有する燃焼室本体と、燃焼室内で火炎を形成するノズルと、排気ガスの熱を蓄熱し蓄熱した熱で燃焼用空気を加熱する蓄熱体とを具備し、被加熱物と対向する壁部分を熱輻射板によって構成する蓄熱式熱交換型バーナユニットを開発した（特願２００２−３７６４５７号）。この蓄熱式熱交換型バーナユニットでは、燃焼室本体の側壁部に蓄熱体を配置し、先端部に蓄熱体からの燃焼用空気が供給されるように、１本のノズルを蓄熱体に隣接して側壁部に配置している。このような蓄熱式熱交換型バーナユニットでは、ガスバーナ周辺の温度の上昇を抑制できる上、熱効率を高めることができる。
【特許文献１】特表２００３−５１５０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなバーナユニットでは、ノズルの先端部の延長上に火炎が集中するため、燃焼室内において燃焼の偏りが生じる。そのため、燃焼室全体の空間を有効に利用できない。また、ノズルと該ノズルに対向する壁部との間隔を十分に確保する必要がある。その結果、熱効率を維持した状態でバーナユニットを小型化するのには限界があった。
【０００４】
本発明の目的は、ガスバーナ周辺の温度の上昇を抑制して、熱効率を高めることができ、しかも小型化を図ることができる蓄熱式熱交換型バーナユニット及び調理用バーナユニットを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、液体からなる被加熱物の熱対流を促進できる蓄熱式熱交換型バーナユニット及び調理用バーナユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が改良の対象とする蓄熱式熱交換型バーナユニットは、蓄熱式熱換型バーナユニット耐火性を有する壁部によって囲まれた燃焼室を有する燃焼室本体と、燃焼室内に位置する１以上のノズルを有し且つ１以上のノズルの先端から燃料を燃焼室内に噴射して燃焼室内で火炎を形成する燃焼用バーナと、燃焼室内から排出される排気ガスの熱を蓄熱し、蓄熱した熱で燃焼室内に供給される燃焼用空気を加熱する蓄熱体を備えた蓄熱式熱交換装置とを具備する。そして、壁部のうち被加熱物と対向する壁部分を、燃焼室内の熱で加熱されて外部に輻射熱を放射する熱輻射板によって構成する。本発明では、燃焼バーナの１以上のノズルは熱輻射板に向かってそれぞれ火炎を出すように配置する。また、蓄熱体は、熱輻射板と複数のノズルの先端との間に形成された空間に燃焼用空気が流れる一次層を形成し、且つ一次層よりも熱輻射板側に燃焼用空気と排気ガスとの混合ガスが流れる二次層を形成するように配置する。本発明のように、１以上のノズルと蓄熱体とを配置すれば、燃焼用空気は、燃焼室の下方において、一次層を形成するように蓄熱体からノズルの先端上を流れ、蓄熱体の対向壁面に当たる。そして、対向壁面に沿って燃焼室の上方に上がり、燃焼室の上方において、排気ガスと混合して二次層を形成するように対向壁面から蓄熱体に流れる。このような燃焼用空気及び排気ガスの流れを作ることにより、一次層により一次的な燃焼が起き、燃焼用空気と排気ガスの両方を含む二次層が未燃ガスと拡散混合して二次的な燃焼が起きて、未燃ガスが完全燃焼する。そのため、燃焼室の火炉負荷（単位体積時間あたりの負荷となる熱量の上限値）を高めることができ、燃焼室の容量を小さくすることができる。
【０００７】
１以上のノズルは先端が一次層内に位置しないように配置するのが好ましい。このようにすれば、燃焼を安定させることができる。この場合、１以上のノズルの先端と一次層との間に距離は、３０〜５０ｍｍとするのが好ましい。３０ｍｍを下回ると、燃焼用空気がノズルの先端近傍を通り、燃焼が不安定になる。また、５０ｍｍを上回ると、燃焼室内の空間の有効利用を図ることができない。
【０００８】
１以上のノズルは、熱輻射板と平行に延びる仮想水平線から４５°の角度範囲内に先端から燃料を噴射するように配置するのが好ましい。このようにすれば、火炎を燃焼室全体に広がるように形成することができる。
【０００９】
複数のノズルを用いる場合は、熱輻射板を大きな偏りなく加熱するように分散して配置するのが好ましい。複数のノズルを用いれば、１本のノズルからの火炎量を少なくできるので、ノズルと該ノズルに対向する壁部との間隔を短くできる。そのため、燃焼室の容量を更に小さくできる。
【００１０】
燃焼室本体の耐火性を有する壁部は、一般的な構造として、熱輻射板と対向する底壁部分と、底壁部分の周縁部から立ち上がる周壁部分とを含むように構成することができる。この場合、複数のノズルは底壁部分に配置し、蓄熱体は周壁部分に配置すればよい。このようにすれば、本発明の複数のノズルと蓄熱体との配置を簡単な構造で達成することができる。
【００１１】
複数のノズルは、底壁部分の内壁面の中心点を中心とする仮想円に沿って配置するのが好ましい。このようにすれば、複数のノズルは、燃焼室内においてほぼ均等に分散した状態で配置されることになる。このように配置した場合は、蓄熱体と中心点との間には、ノズルを配置せず、中心点を挟む蓄熱体の反対側にはノズルを配置するのが好ましい。このようにすれば、複数のノズルの燃焼をほぼ均等に高めることができる。これは、蓄熱体と中心点との間にノズルを配置すると、このノズルの燃焼により、他のノズルへの燃焼用空気の供給に偏りが生じるためと思われる。なお、仮想中心点を挟む蓄熱体の供給口の反対側は、他のノズルへの影響はないので、ノズルを位置させるのが好ましい。なお、複数のノズルのうちの１つのノズルは、中心点に配置しても構わない。
【００１２】
燃焼室は種々の形状のものを採用することができる。例えば、円形の底壁部分を有する有底円筒形状に構成することができる。この場合、仮想円の半径は、底壁部分半径の１／２以下とするのが好ましい。１／２を上回ると、周壁部分及び蓄熱体に炎が直接あたり、周壁部分及び蓄熱体を損傷するおそれがある。また、燃焼室は、多角形の底壁部分を有する有底多角形状に構成することができる。この場合、仮想円の半径は、周壁部分の内接円の半径の１／２以下とするのが好ましい。１／２を上回ると、周壁部分及び蓄熱体に炎が直接あたり、周壁部分及び蓄熱体を損傷するおそれがある。
【００１３】
仮想円上に沿って配置された複数のノズルは、周方向に等しい間隔をあけて配置するのが好ましい。このようにすれば、複数のノズルは、より分散して配置されることになる。  蓄熱体と中心点との間には、複数のノズルを点火する点火用小バーナを配置するのが好ましい。このようにすれば、蓄熱体から中心点への燃焼用空気の流れにより、複数のノズルをスムーズに点火することができる。
【００１４】
複数のノズルは、それぞれ先端に複数の燃料噴射口を有するように構成することができる。その場合、前述のように、複数の燃料噴射口は、熱輻射板と平行に延びる仮想水平線から４５°の角度範囲内に複数の燃料噴射口から燃料を噴射するように配置するのが好ましい。
【００１５】
仮想円に沿って配置される複数のノズルに設けられた複数の燃料噴射口は、ノズルの中心を通る中心線を中心として５５〜６５°の角度間隔を隔てて仮想円内に燃料を噴射する２つの燃料噴射口から構成するのが好ましい。このようにすれば、周壁部分及び蓄熱体に炎を直接あてることなく、燃焼室内全体に偏り無く火炎を形成することができる。
【００１６】
複数のノズルに供給される燃料は、１．０ｍ／ｓ〜１０．０ｍ／ｓの線速を有するガスを用いるのが好ましい。１．０ｍ／ｓの線速を下回ると、一次層を形成する燃焼用空気の流れにより炎が不安定になるおそれがある。１０．０ｍ／ｓの線速を上回ると、炎が長く伸び、炎が対向壁部に直接的に当たり、対向壁部をいためるおそれがある。また、燃焼用空気と十分に混合せず、不完全燃焼をおこすおそれがある。なお、本発明の蓄熱式熱交換型バーナユニットは、都市ガスやボンベガスを燃料の供給源として用いることができる。供給源の圧力が高い場合は、流量制限オリフィスやバルブを用いて、ガスの圧力を調整して線速を変えればよい。
【００１７】
蓄熱式熱交換装置は、回転蓄熱式熱交換装置を用いることができる。回転蓄熱式熱交換装置とは、燃焼用空気供給路を流れる燃焼用空気と排気ガス通路を流れる排気ガスとを通気性を有する蓄熱体の内部の一部または全部に交互に流れるように、蓄熱体と燃焼用空気供給路及び排気ガス通路との少なくとも一方を回転させて熱交換を行う装置である。
【００１８】
本発明のバーナユニットに用いる熱輻射板は、中央部に熱が集中し、中央部から放射状に温度が下がるような温度分布を形成しやすい。そのため、熱輻射板を一体物で形成すると、中央部が熱膨張及び熱収縮をして熱輻射板に亀裂やひび割れが発生しやすくなる。そこで、熱輻射板は、中心点を通って熱輻射板と直交する仮想鉛直中心線を中心として同心的に組み合される円形熱輻射板と、円形熱輻射板の外側に位置する１以上の環状熱輻射板とを組み合わせて構成し、円形熱輻射板と１以上の環状熱輻射板とは、それぞれの熱膨張及び熱収縮を吸収し且つ組み合わせ部分から排気ガスが実質的に漏出させない組み合わせ構造を介して組み合わせるのが好ましい。このように円形熱輻射板と環状熱輻射板とを組み合わせて構成すれば、径方向の中心に位置する円形熱輻射板が熱膨張及び熱収縮をしても、径方向中心から離れた環状熱輻射板に力が加わらないため、熱輻射板に亀裂やひび割れが発生するのを防ぐことができる。
【００１９】
このような組み合せ構造は、例えば、環状熱輻射板に該環状熱輻射板の下方において径方向の中心に向かって突出する環状の突出片を形成し、円形熱輻射板に環状の突出片に当接する環状の当接部を形成し、環状の突出片と環状の当接部とから構成することができる。このようにすれば、円形熱輻射板と環状熱輻射板とを簡単に組み合わせることができる。
【００２０】
円形熱輻射板及び環状熱輻射板は、両者が組み合わされた状態で円形熱輻射板の上面と環状熱輻射板の上面とが面一になるような寸法及び形状を有しているのが好ましい。このようにすれば、円形熱輻射板及び環状熱輻射板と被加熱物との間に空気の層を形成しにくくして、円形熱輻射板及び環状熱輻射板と被加熱物とを密着させることができる。そのため、被加熱物への熱効率を高めることができる。
【００２１】
円形熱輻射板を環状熱輻射板よりも熱伝導性の高い材質により形成すれば、熱輻射板表面の中心部の温度を高めることができる。そのため、被加熱物が液体からなる場合、被加熱物の熱対流を促進することができる。
【００２２】
本発明のバーナユニットは、種々の用途に用いることができる。例えば、塗料の加熱装置や調理物の加熱装置（調理用バーナユニット）に使用できる。特に調理用バーナユニットに用いれば、ガスバーナ周辺の温度の上昇を抑制して、しかも小型化を図ることができるので、ガスバーナ周辺で働く人の労働条件を改善できる。また、空調動力及び換気動力を小さくできるので、設備の初期投資を削減できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、燃焼室の容量を小さくでき、熱効率を維持した上でバーナユニット小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１及び図２は、調理用バーナユニットに適用した本発明を実施するための最良の形態の蓄熱式熱交換型バーナユニットの断面図及び平面図である。なお、理解を容易にするため、図２は熱輻射板１５を取り除いた状態を示している。両図に示すように、本例の調理用バーナユニットは、燃焼室本体１と蓄熱式熱交換装置３と燃焼用バーナ５とを有している。燃焼室本体１は、鉄製の枠体部７と枠体部７内に位置する耐火性を有する壁部９とを有している。枠体部７は、一面開口のほぼ有底円筒形状を有しており、開口部の縁には円環状の鍔部７ａを有している。
【００２５】
壁部９は、底壁部分１１と、底壁部分１１の周縁部から立ち上がる周壁部分１３と、周壁部分１３の上方に配置された熱輻射板１５とを有している。底壁部分１１及び周壁部分１３は、いずれもけい酸カルシウムにより形成されている。底壁部分１１は、円板形状を有しており、周壁部分１３は円筒形状を有している。このため、底壁部分１１及び周壁部分１３の内部には、円形の底壁部分を有する有底円筒形状の燃焼室１６が形成される。
【００２６】
熱輻射板１５は、図３の半部の平面図に示すように、円形熱輻射板１７と環状熱輻射板１９とが同心的に組み合わされて構成されており、その上面には被加熱物が載置される。円形熱輻射板１７は、後述する環状熱輻射板１９の材質（鋼）より熱伝導性の高い銅板からなり、図４の断面図に示すように、円板本体部１７ａと円板突出部１７ｂとが一体に成形されて構成されている。円板突出部１７ｂは、円板本体部１７ａより小径で該円板本体部１７ａより下方に突出している。これにより、円板本体部１７ａには、外側外周面１７ｃと環状面１７ｄとが形成される。また、円板突出部１７ｂには、内側外周面１７ｅが形成される。
【００２７】
環状熱輻射板１９は、鋼の鋳物からなり、その縁部が周壁部分１３の上端部に気密に接合されている。この環状熱輻射板１９は、環状本体部１９ａと、該環状本体部１９ａの下方において径方向の中心に向かって突出する環状突出片１９ｂを有している。これにより、環状本体部１９ａには、外側内周面１９ｃが形成される。また、環状突出部１９ｂには、環状面１９ｄと内側内周面１９ｅとが形成される。円形熱輻射板１７及び環状熱輻射板１９は、環状面１７ｄと環状面１９ｄとが当接し、内側外周面１７ｅと内側内周面１９ｅとが当接し、外側外周面１７ｃと外側内周面１９ｃとが間隔を隔てて対向した状態で組み合わされている。本例では、環状突出片１９ｂと環状面１７ｄ及び内側外周面１７ｅ（環状の当接部）とにより、円形熱輻射板１７及び環状熱輻射板１９の組み合わせ構造が構成されている。このような組み合わせ構造により、円形熱輻射板１７及び環状熱輻射板１９は、それぞれの熱膨張及び熱収縮が吸収され、しかも両者の組み合わせ部分からは、排気ガスが実質的に漏出するのを防ぐことができる。また、円形熱輻射板１７及び環状熱輻射板１９は、両者が組み合わされた状態で円形熱輻射板１７の上面１７ｆと環状熱輻射板１９の上面１９ｆとが面一になる寸法を有している。そのため、円形熱輻射板１７及び環状熱輻射板１９と被加熱物との間に空気の層を形成しにくくして、円形熱輻射板１７及び環状熱輻射板１９と被加熱物とを密着させることができる。その結果、被加熱物への熱効率を高めることができる。また、前述したように円形熱輻射板１７は、環状熱輻射板１９の材質（鋼）より熱伝導性の高い銅板から形成されているので、熱輻射板表面１５の中心部の温度を高めることができる。そのため、被加熱物が液体からなる場合、被加熱物の熱対流を促進することができる。なお、円形熱輻射板は、図５の断面図に示すように、円板突出部を持たない１枚の円板７７により形成することもできる。
【００２８】
図１に戻って説明すると、蓄熱式熱交換装置３は、いわゆる回転蓄熱式熱交換装置であり、ダクト構成体２１、蓄熱体２３、押込送風機２５及び蓄熱体２３を駆動するモータ２７等とを備えている。ダクト構成体２１は、円筒状の支持部材３０を介して枠体部７に取り付けられており、後述する蓄熱体２１の通気孔の一部に連通する燃焼用空気供給路３１と、蓄熱体２３の通気孔の他の一部に連通する排気ガス通路３３とを備えている。燃焼用空気供給路３１は、軸体２９を間に挟んで排気ガス通路３３の下方に配置されており、蓄熱体２３の反対側の端部には燃焼用空気供給路３１内に燃焼用空気を送る押込送風機２５が配置されている。蓄熱体２３は、複数の通気孔を備えた円柱形状を有しており、セラミックス材料により一体に形成されている。この蓄熱体２３は、軸体２９を介してモータ２７に結合されており、蓄熱体２３自身の回転が許容されるように、ダクト構成体２１に取り付けられている。そして、ダクト構成体２１が支持部材３０を介して枠体部７に取り付けられた状態で、蓄熱体２３は周壁部分１３に形成された貫通孔１３ａ内に該貫通孔１３ａの内面と間隔を隔てて配置されている。
【００２９】
本例の調理用バーナユニットでは、蓄熱体２３がモータ２７の駆動力で軸体２９を介して回転すると、押込送風機２５により燃焼用空気供給路３１に送られた燃焼用空気は蓄熱体２３の内部を通過して燃焼室１６内に供給されることになる。このとき燃焼用空気は、蓄熱体２３の熱で加熱される。燃焼室１６内に供給された燃焼用空気は、燃焼室１６の下方において、一次層Ａを形成するように蓄熱体２３から流れ出て、蓄熱体２３の対向壁面に当たる。そして、対向壁面に沿って燃焼室１６の上方に上がり、燃焼室１６の上方において、排気ガスと混合して二次層Ｂを形成するように対向壁面から蓄熱体２３に流れる。蓄熱体２３を流れた排気ガスは排気ガス通路３３を介して外部に排出される。このように蓄熱体２３を流れる際に排気ガスの熱は蓄熱体２３に蓄熱されて、前述したように燃焼用空気を加熱する。
【００３０】
燃焼用バーナ５は、図２に示すように、４本のノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃと点火用小バーナ３９とから構成されている。４本のノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃは、いずれも燃料を燃焼室１６内に噴射して該燃焼室１６内で火炎を形成するように、底壁部分１１を貫通して形成されている。また、４本のノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃは、その先端が一次層Ａ内に位置しないように配置されている。本例では、ノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃは、その先端と一次層Ａとの間に距離ｈが、３０〜５０ｍｍになるように配置されており、１．０ｍ／ｓ〜１０．０ｍ／ｓの線速を有するガスからなる燃料を先端から噴射する。４本のノズルの内、１本のノズル３５は、底壁部分１１の内壁面の中心点１１ａに配置され、残りの３本のノズル３７Ａ〜３７Ｃは、中心点１１ａを中心とする仮想円１１ｂに沿って配置されている。３本のノズル３７Ａ〜３７Ｃは、蓄熱体２３と中心点１１ａとの間には、ノズルが配置されず、中心点１１ａを挟む蓄熱体２３の反対側にはノズル３７Ａが配置されるように、周方向に等しい間隔をあけて配置されている。そして、蓄熱体２３と中心点１１ａとの間には、ノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃを点火する点火用小バーナ３９が配置されている。３本のノズル３７Ａ〜３７Ｃが配置される仮想円１１ｂは、その半径が底壁部分１１の半径の１／２以下になるように設定されている。本例では、仮想円１１ｂは、底壁部分１１の半径の１／２より僅かに小さい半径を有している。
【００３１】
中心点１１ａに配置されたノズル３５は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、筒状の本体部４１と該本体部４１の先端に嵌合されるキャップ部４３とを有している。キャップ部４３は、円柱部４５と円柱部４５の上方に位置する切頭円錐部４７とを有している。円柱部４５の内部には、本体部４１が嵌合される下方空洞部４５ａが形成されており、切頭円錐部４７の内部には、下方空洞部４５ａに連通する上方空洞部４７ａの大部分が形成されている。下方空洞部４５ａの上方には、上方空洞部４７ａに近づくにつれて縮径する錘状の内面４５ｂが形成されている。上方空洞部４７ａは逆円錐に近い内部形状を有しており、下方空洞部４５ａに近づくにつれて縮径する錘状の内面４７ｂが形成されている。内面４７ｂの熱輻射板１５と平行に延びる仮想水平線Ｌからの角度θ１は４５°の角度範囲内（本例では３０°）に設定されている。このような構成により、切頭円錐部４７には、円形の上壁部４９と錘形の側壁部５１とが形成される。側壁部５１には、貫通孔により形成される３つの燃料噴射口５３…が形成されている。３つの燃料噴射口５３…は、ノズル３５の中心を通る中心線Ｃを中心として等しい角度間隔を隔てて形成されている。即ち、３つの燃料噴射口５３…は、中心線Ｃを中心とする角度間隔θ２が１２０°になるように形成されている。
【００３２】
仮想円１１ｂに沿って配置された３本のノズル３７Ａ〜３７Ｃは、燃料噴射口の数及び形成位置を除いては、ノズル３５と同じ構造を有している。図７に示すように、ノズル３７Ａ〜３７Ｃは、２つの燃料噴射口５５，５５を有している。２つの燃料噴射口５５，５５は、ノズルの中心を通る中心線Ｃを中心とする角度間隔θ３が５５〜６５°になり、仮想円１１ｂ内に燃料を噴射できる位置に形成されている。
【００３３】
以上のような燃料噴射口５３…，５５…の配置により、ノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃからは、図８の矢印に示す方向に燃料が噴射される。また、前述したように、内面４７ｂの仮想水平線Ｌからの角度θ１は４５°の角度範囲内（３０°）に設定されているので、ノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃにおいては、仮想水平線Ｌから４５°の角度範囲内で上方に燃料が噴射される。このため、燃焼室内全体に偏り無く火炎を形成することができる。本例の調理用バーナユニットでは、ノズル３５，３７Ａ〜３７Ｃからの燃焼噴射によって一次層Ａで一次的な燃焼が起き、燃焼用空気と排気ガスの両方を含む二次層Ｂが未燃ガスと拡散混合して二次的な燃焼が起きて、未燃ガスが完全燃焼する。そのため、燃焼室の火炉負荷（単位体積時間あたりの負荷となる熱量の上限値）を高めることができ、燃焼室の容量を小さくすることができる。例えば、従来の調理用バーナユニットでは１４０，０００Ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ３であった火炉負荷を本例の調理用バーナユニットでは３６０，０００Ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ３まで高めることができた。
【００３４】
上記例では、本発明の蓄熱式熱交換型バーナユニットを調理用バーナユニットに適用した例を示したが、本発明の蓄熱式熱交換型バーナユニットは、塗料の加熱装置等種々用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】調理用バーナユニットに適用した本発明を実施するための最良の形態の蓄熱式熱交換型バーナユニットの断面図である。
【図２】図１に示す調理用バーナユニットを熱輻射板を取り除いた状態で見た平面図である。
【図３】図１に示す調理用バーナユニットに用いる熱輻射板の半部の平面図である。
【図４】図３の熱輻射板の分解断面図である。
【図５】変形例の円形熱輻射板の断面図である。
【図６（ａ）】図１に示す調理用バーナユニットに用いるノズルの平面図である。
【図６（ｂ）】図６(a)に示すノズルの分解側面図である。
【図７】図１に示す調理用バーナユニットに用いる他のノズルの平面図である。
【図８】図１に示す調理用バーナユニットの燃料噴射方向を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  燃焼室本体
３  蓄熱式熱交換装置
５  燃焼用バーナ
９  壁部
１１  底壁部分
１３  周壁部分
１５  熱輻射板
１６  燃焼室
１７  円形熱輻射板
１９  環状熱輻射板
２３  蓄熱体
Ａ  一次層
Ｂ  二次層
３５，３７Ａ〜３７Ｃ  ノズル
３９  点火用小バーナ
１１ａ  中心点
１１ｂ  仮想円
５３，５５  燃料噴射口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【図８】
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